Устройство размером с почтовую марку содержит программируемую матрицу из 64 микро-светодиодов, каждый толщиной с человеческий волос. В экспериментах на мышах ученые использовали крошечные вспышки света для активации специфических популяций нейронов глубоко в мозге. Животные быстро научились «понимать» эти паттерны как осмысленные сигналы и использовать их для принятия решений. Исследование опубликовано в журнале Nature Neuroscience.
Беспроводной чип доставляет информацию в мозг с помощью световых сигналов
Ученые Северо-Западного университета разработали беспроводное устройство, которое передает информацию напрямую в мозг с помощью света, минуя естественные органы чувств. Мягкий гибкий чип помещается под кожу головы на поверхность черепа и посылает световые импульсы через кость, активируя нейроны коры.
Красный свет способен проникать сквозь череп и воздействовать на клетки коры. https://www.lighttherapyinsiders.com/
Устройство использует красный свет, который хорошо проникает через биологические ткани. Чип плотно прилегает к поверхности кости и светит сквозь нее. Красный свет достигает достаточной глубины, чтобы активировать генетически модифицированные нейроны, которые реагируют на световые стимулы. Количество паттернов, которые можно создать различными комбинациями светодиодов — варьируя частоту, интенсивность и временную последовательность — практически бесконечно. Это позволяет имитировать естественные паттерны мозговой активности, когда реальные сенсорные впечатления активируют целые корковые сети.
Имплант для передачи света в мозг в сравнении с монеткой
«Наш мозг постоянно превращает электрическую активность в ощущения, и новая технология дает нам способ подключиться к этому процессу напрямую», — говорит нейробиолог Евгения Козоровицкая, руководившая экспериментальной работой.
«Третий глаз»
Имплант в рабочем состоянии. В верхней части переключаются светодиоды, которые передают закодированный сигнал.
В серии испытаний имплант доставлял специфический паттерн в четыре области коры — как бы выстукивал код прямо по нейронным цепям. Мыши быстро научились распознавать этот целевой паттерн. Получая и понимая искусственные сигналы, они научились находить ту самую кормушку, в которой для них была приготовлена вкусная еда.
На сегодня связь мозг-компьютер разработана гораздо лучше, чем компьютер-мозг, и ученые считают что им удалось сделать шаг в этом направлении. Технология имеет огромный потенциал для терапевтических применений: обеспечение сенсорной обратной связи для протезов конечностей, создание искусственных стимулов для будущих зрительных или слуховых протезов, модуляция болевого восприятия без опиоидов, улучшение реабилитации после инсульта или травмы, управление роботизированными конечностями силой мысли.